位移操作符与位操作符超详解(c语言)

本文详细介绍了C语言中的位移操作符,包括左移<<和右移>>,以及它们在有符号数和无符号数中的不同表现。对于左移,它会将补码向左移动并补零;对于右移,区分了逻辑右移(补零)和算术右移(补符号位)。此外,还讲解了位操作符的三种类型:与操作符(&),或操作符(|)和异或操作符(^)。最后通过示例展示了如何使用位操作符交换两个整数的值,无需额外的临时变量。

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1.位移操作符

在c语言中位移操作符有两种,一种是左移,一种是右移。

先大家介绍一下二进制数在计算机中存在有三种方式:

 1.原码:

       即这个数的二进制表示方式,如在vs环境中,int类型是占四个字节的,所以有32位,在内存中就是这样存储的,我们拿10来举例:

 这样就是二进制数的原码,但是我们要注意第一个数是符号位,如果是0的话就是正数,如果是1的话就是负数。

2.反码:我们注意如果这个数是正数的话,那么这个数的反码就是原码,如果这个数是负数的话,那么符号位不变,剩下的数如果是0就改为1,如果是0就改为1,得出来的就是反码。

3.补码:

如果这个数是正数的话,原码就是补码,如果是负数的话,即反码+1,注意的是在计算机中,内存中一般存贮的都是补码。

1.左移 <<

左移的符号为<<,我们来看一段代码和运行结果

int main()
{
	int n = -10;
	printf("%d\n", n);
	n <<= 1;
	printf("%d", n);
	return 0;
}

 

 左移就是将整个补码向左移动,移几位就在后面补几个0,这个例子只是左移了一位,如下图理解

 

 注意左移过后得到的二进制数是这个数的反码,我们需要变回原码,在进行计算,如下图理解,变化过程。

 

2.右移 >>

其实右移分为两种,一种是逻辑右移,一种是算术右移,右移时无符号数是移位和补零,此时称为逻辑右移,而右移时而有符号数大多数情况下是移位和补最左边的位(也就是补最高有效位),移几位就补几位, 此时称为算术右移。算术右移是我们常见的,看下面这段代码,

int main()
{
	int a = -1;
	//10000000000000000000000000000001
	//11111111111111111111111111111110
	//11111111111111111111111111111111
	//
	int b = a >> 1;
	printf("%d\n", b);
	printf("%d\n", a);

	return 0;
}

这时我们要注意-1的补码全为0,

 所以-1不管右移几位都是-1。

2.位操作符

位操作符分为三种

1.与操作符: &

即对应的二进制每一位,进行与操作,如下代码和运行结果

 

  

 可以看出如果两个数中有0,那么结果就为0,如果都为1的时候才为1.

2.或操作符  |

还是这个例子,我们换一下操作符,

就是对应的两个数进行或操作,如果两个数中有1的话,那么结果就为1,如果两个数为0,结果就为0。

3.异或操作符 ^

如果俩数一个为0,一个为1时才为1,如果两个数相同时,结果就为0.

下面有个小例题,希望读者可以自己想一下

例题: 不允许创建临时变量,交换两个整数的内容

这是要解这道题的结论:

答案:

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	printf("%d %d\n", a, b);
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;//a^b^a
	a = a ^ b;//a^b^b
	printf("%d %d\n", a, b);

	return 0;
}

 

 好了,到这里就结束了,希望读者能够理解,谢谢大家。

 

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